JP2004329575A - 医療用ブラシの挟着体用ワイヤおよび医療用ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】特に細径化が要求される生体内で使用される医療用ブラシを対象として、挟着体の生体適合性を損なうことなく、曲げ強度、剛性、及び疲労強度を高め、また、これを低下することなく挟着体の細径化を図って狭い箇所や細い管路内への挿通性を改善する。
【解決手段】曲げ強度、剛性、及び疲労強度が高い金属を芯材４として、その外周に生体適合性に優れた金属を配した構成とする。すなわち、本発明の医療用ブラシの挟着体用ワイヤ３は、炭素鋼からなる芯材４の外周にステンレス鋼またはニッケル基合金、コバルト基合金、チタン・ニッケル基合金からなる外皮材５を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用ブラシの挟着体用ワイヤと、そのワイヤを用いた医療用ブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から金属線材を撚り合わせて、その一部に合成繊維又は天然繊維からなるフィラメントを挟み込み固定する構造（以下「挟着体」という。）を有するブラシは製造が容易で安価であり、また、使用時の操作性の点から好適し、各種化学備品類や金属製品などの洗浄用、清掃用を中心として様々な大きさのものが開発され使用されてきた。
そして特に近年では、医療技術の進歩により、生体内で使用される医療用ブラシが多く開発され、普及を見せている。
【０００３】
医療用ブラシは、内視鏡やトラカールを用いて開腹等の手術を施すことなく行われる診断・治療に使用されるものであるが、内視鏡の小型化やトラカールの細径化に対応するために、今後更に細径化される傾向にある。
【０００４】
上記医療用ブラシの具体例としては、特許文献１に示された内視鏡用細胞診ブラシや特許文献２に示された気胸の治療用ブラシ、あるいは特許文献３に示された蓄膿症治療用ブラシが挙げられる。
内視鏡用細胞診ブラシは、内視鏡の吸引管をガイドとして気管支、胃、大腸などの生体内に挿入され、被採取部位に擦り付けることによって、その部位における細胞組織をブラシのフィラメントに付着させて採取するために使用される。
また、気胸の治療用ブラシは、肺に穴が開く疾患である気胸の治療用として使用されるが、この治療法は、胸壁に穿刺したフレキシブルトラカールを通じてブラシ部を生体内に挿入し、そのブラシ先端部で胸膜を擦ることで故意に傷つけ、この傷を治癒しようとする患者の自然治癒力を利用して胸膜と肺とを癒着させて穴をふさぐというものである。
そして、蓄膿症治療用ブラシは、内視鏡と同様なフレキシブルな湾曲管内を通じて患者の鼻孔から上顎洞内深部まで挿入され、モータ等で回転させることによって上顎洞深部の内面全周にわたって、剥がれた粘膜の除去を行うことができるものである。
【０００５】
ところで、上記医療用ブラシ以外の一般的なブラシの挟着体用ワイヤは、撚り加工やブラッシング時等での必要に応じて行う曲げ変形等のために、軟質仕上げ状態であることが必要であるものの、ブラシの軸径が１ｍｍ以上もあることから、例えばＳＵＳ３０４系ステンレス鋼軟質線などの一般線材でも問題なく使用されてきた。
【０００６】
一方、上記内視鏡用細胞診ブラシや気胸の治療用ブラシ等の医療用ブラシにあっては、内視鏡等の管路を通じて生体内に挿入する関係からワイヤの直径は０．３ｍｍ程度になる。
そして、従来のブラシ用一般線材をこのような細い状態で用いた場合にあっては、使用時において曲げ歪みや座屈歪みが挟着体に繰り返し加えられる結果、曲げ強度、剛性、及び疲労強度の不足から、挟着体が座屈しやすいという問題が生じる。
【０００７】
従って、この種の医療用ブラシの挟着体用ワイヤには、生体適合性に加えて曲げ強度、剛性、及び疲労強度が同時に要求されることになる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３４０３４５号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開平１０−２１６１３５号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】特開平７−１６２３４号公報（第２頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
先に示した特許文献１や特許文献２に記載された医療用ブラシの挟着体用ワイヤの素材には、どちらもステンレス鋼が使用されており、生体適合性には問題がないが、前述のように曲げ強度、剛性、及び疲労強度が不足する。他にも生体適合性に優れたワイヤ素材として、ニッケル基合金、コバルト基合金あるいはチタン・ニッケル基合金等が挙げられるが、いずれもステンレス鋼と同様に強度等が不足する。
この対策として強度が高いピアノ線等の炭素鋼を使用し、挟着体の曲げ強度等を向上することが考えられるが、炭素鋼は生体適合性が非常に低いので、到底上記用途のような生体内で使用される医療用ブラシの挟着体用としては適さないものである。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、特に細径化が要求される生体内で使用される医療用ブラシを対象として、挟着体の生体適合性を損なうことなく、曲げ強度、剛性、及び疲労強度を高め、また、これを低下することなく挟着体の細径化を図って狭い箇所や細い管路内への挿通性を改善することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明は、曲げ強度、剛性、及び疲労強度が高い金属を芯材として、その外周に生体適合性に優れた金属を配した構成としたことをその要旨とする。
【００１３】
本発明の医療用ブラシの挟着体用ワイヤは、炭素鋼からなる芯材の外周にステンレス鋼またはニッケル基合金、コバルト基合金、チタン・ニッケル基合金からなる外皮材を備えることを特徴とする。
本発明の医療用ブラシの挟着体用ワイヤは、外表面がステンレス鋼またはニッケル基合金、コバルト基合金、チタン・ニッケル基合金であるから、生体適合性に優れる。
また、芯材が炭素鋼であるから曲げ強度、剛性、及び疲労強度に優れ、その結果、所定の曲げ強度及び剛性を維持して、挟着体の細径化を図ることができる。
【００１４】
なお、上記発明において、芯材比率は横断面積比で４０〜９０％の範囲が好適である。というのは、４０％未満では芯材（炭素鋼）の比率が小さすぎて所定の曲げ強度、剛性及び疲労強度が得られず、９０％を超えると外皮材（ステンレス鋼等）の厚みが薄くなりすぎて生体適合性が低下するからである。
ここで、芯材比率とは、芯材の横断面積をａとし、ワイヤの全横断面積をＡとしたとき、ａ／Ａ×１００（％）で定義されるものである。
【００１５】
また、本発明の医療用ブラシの挟着体用ワイヤは、線径が０．１〜０．３ｍｍの範囲が好適である。というのは、０．１ｍｍ未満では、線径が細くなりすぎて、必要な曲げ強度、剛性及び疲労強度が得られず、０．３ｍｍを超えると太すぎて内視鏡等の管路への挿通性が低下するからである。
【００１６】
さらに、引張強度は１３００〜３０００Ｍｐａの範囲が好適である。というのは、１３００Ｍｐａ未満では、所定の曲げ強度、剛性及び疲労強度が得られず、３０００Ｍｐａを超えると、伸線加工性が低下するとともに挟着体製造時のねじり加工性が低下するからである。
【００１７】
次に、上記挟着体用ワイヤを用いた医療用ブラシの発明について述べる。
本発明の医療用ブラシは、上記ワイヤを用いて構成されることを特徴とする。
この構成により、従来の単一素材からなるブラシに比べて、生体適合性の低下を招くことなく、曲げ強度や剛性が顕著に強いブラシとすることができる。
また、本発明の医療用ブラシは、曲げ強度や剛性を低下することなく挟着体の細径化が図れるので、内視鏡等の管路に挿通される医療用ブラシとして用いるのに好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明による医療用ブラシの挟着体用ワイヤの概略横断面を示している。
図１に示すように、本発明に係る医療用ブラシの挟着体用ワイヤ３は、炭素鋼からなる芯材４の外周にオーステナイト系ステンレス鋼からなる外皮材５を一体加工して形成したものである。すなわち、上記ブラシの挟着体用ワイヤは、線径５〜１０ｍｍ程度の炭素鋼線の芯材を厚み１〜３ｍｍ程度のステンレス鋼管の外皮材に挿入したものを、スエージング加工を施して適当な径まで減径すると同時に芯材と外皮材を密着させた後、熱処理および伸線加工を繰り返し施して、所望の線径の複合鋼線に形成したものである。また、芯材比率は、スエージング加工や伸線加工のダイススケジュールや熱処理条件を適宜変更することによって制御することができる。
【００２０】
ところで、芯材４の炭素鋼としては、硬鋼線材（ＳＷＲＨ）やピアノ線材（ＳＷＲＳ）を用い、炭素含有量が０．４〜０．９重量％の範囲のものが好ましい。というのは、炭素含有量が０．４重量％に満たないと強度不足になり、０．９重量％を超えると伸線加工が困難になるばかりか、折り曲げやねじり加工時に必要となる伸びが得られないからである。また、外皮材５のステンレス鋼には、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼を用いることができるが、その加工性、価格の面からオーステナイト系ステンレス鋼が最も好ましい。
【００２１】
上記実施の形態においては、外皮材をステンレス鋼としたが、ニッケル基合金、コバルト基合金あるいはチタン・ニッケル基合金を外皮材としても同様にブラシの挟着体用ワイヤを製造することができ、いずれのワイヤも生体適合性に優れ、かつ曲げ強度、剛性、及び疲労強度に優れる。
【００２２】
次に本発明に係る医療用ブラシの挟着体について説明する。
図２は本発明に係る医療用ブラシの挟着体の概略側面図である。
図２に示すような医療用ブラシの挟着体Ｋは、図３に示すように本発明によるワイヤ３を二つ折りしてその間に多数本のフィラメント２を並べ、ワイヤ同士を密着させて撚り合わせることにより製造される。
そしてこの挟着体Ｋを種々の医療器具の先端に装着することにより、医療用ブラシとして使用することができる。
【００２３】
また、ワイヤの寸法としては、通常は丸線換算で直径０．１〜０．３ｍｍの範囲のものを使用するのが好ましい。本発明においては炭素鋼を芯材とするワイヤを使用するので、曲げ強度、剛性、及び疲労強度が同レベルの場合は、従来の医療用ブラシに用いるワイヤに比べてかなり細いワイヤを使用することができるからである。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
【００２５】
（実施例１）
先ず内視鏡用細胞診ブラシについての実施例を説明する。
内視鏡用細胞診ブラシは、内視鏡の吸引管をガイドとして気管支、胃、大腸などの生体内に挿入され、被採取部位に擦り付けることによって、その部位における細胞組織をブラシのフィラメントに付着させて採取するために使用される。
【００２６】
図４には、実施形態の一例に係る内視鏡内管路の構成が示されており、内視鏡には先端部１０Ａに送気するための送気管１３、送水をするための送水管１２、先端部１０Ａから吸引をするための吸引管１４等が配設されている。この送気管１３、送水管１２は、先端部１０Ａに配置された対物光学系の観察窓に対し、洗浄のための送水、送気をすること、被観察体内部へ空気を注入すること等を行うことができる。そして上記の吸引管１４では管路の内径が３．０ｍｍ程度、送気管１３や送水管１２では管路の内径が１．２ｍｍ程度と極めて細い。
【００２７】
図５は内視鏡の吸引管に挿脱される内視鏡用細胞診ブラシ２０の先端部分を示している。このブラシの挟着体Ｋも図２と同様の構成であり、その挟着体Ｋが操作ワイヤ２１の先端に連結パイプ２２を介して連結されている。フィラメント２の材質としては例えばポリアミド樹脂線材等が用いられる。
操作ワイヤ２１部分は可撓製チューブ等からなるシース２３に軸線方向に進退自在に挿通した構成にしてもよく、シース２３を設けない構成にしてもよい。
ブラシの挟着体Ｋに本発明によるワイヤを用いることで、生体適合性を低下することなく、従来の細胞診ブラシよりも細径化が可能となり、内視鏡自体の更なる小型化にも適用できる。
【００２８】
（実施例２）
図６は気胸を治療する際に使用される治療用ブラシの一部断面を含む装置の全体構成を示す外観図である。
図６に示すように治療用ブラシ３０は、モータ駆動用電源３１、ケーブル３２、ハンドピース３３、外套シース３４、シャフト３５、及びブラシ部Ｂ、とから構成されている。
【００２９】
モータ駆動用電源３１はブラシ部Ｂの駆動源であり、ケーブル３２を通してハンドピース３３内に配置したモータ（図省略）に電源を供給する。外套シース３４は基端部でハンドピース３３の先端部と接続され、先端部が湾曲している。
シャフト３５は、外套シース３４内を挿通し、基端部３５ａで上記モータの回転軸先端部と固着され、モータの回転力を先端部３５ｂへ伝達する可撓性の密巻コイルである。
ブラシ部Ｂの挟着体Ｋは、図２の挟着体と同様の構成であり、その基端部とシャフト３５の先端部３５ｂとが周知の固定手段で固定されている。
【００３０】
以上のように構成された治療用ブラシは、図６に示すように予め胸壁３９に穿刺し、留置されたフレキシブルトラカール４０の内径部を通して、フィラメント２の先端部２ａが肺胸膜４２の患部４２ａに軽く接触するように挿入される。
この状態で、ハンドピース３３内のモータを回転させると、その回転力がシャフト３５に伝達される。そしてシャフト３５が回転すると、その先端部３５ｂに固定された挟着体Ｋとフィラメント２が回転し、フィラメントの先端部２ａと軽く接触する患部４２ａに多数の細かい擦過傷を生じさせる。
この術後、長時間が経過すると、胸壁３９の内壁側の胸膜３９ａと患部４２ａとが自然癒着し、患部４２ａに再度穴等が開くことを防止できる。
【００３１】
上記の治療に使用されるフレキシブルトラカール４０は内径２．０〜１０．０ｍｍ程度であるが、穿刺傷の早期回復等の理由によりその内径は今後ますます細径化される傾向にあり、本発明によるブラシによると内径が１．０ｍｍ程度に細径化されても十分対応可能となる。
【００３２】
なお、上記全ての実施例において挟着体に使用するワイヤの横断面の形状は例示した図１に示す円形に限られるものではなく、当然に角丸の正方形、矩形の他、楕円、トラック形状等の形状も包含するものである。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはその一例にすぎず、その思想が及ぶ範囲内にある医療用ブラシは全て本発明の対象とされる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の医療用ブラシの挟着体用ワイヤは、外表面がステンレス鋼またはニッケル基合金、コバルト基合金、チタン・ニッケル基合金であるから、生体適合性に優れる。
また、芯材が炭素鋼であるから、曲げ強度、剛性、及び疲労強度に優れ、その結果、所定の曲げ強度及び剛性を維持して、挟着体の細径化を図ることができる。
【００３５】
さらに、本発明の医療用ブラシは、単一素材からなる従来の医療用ブラシに比べて、曲げ強度や剛性が顕著に強いので、使用時において、曲げ歪みや座屈歪みが挟着体に繰り返し加えられることによる折損が防止でき、しかも細径化が図れて、狭い箇所や細い管路内への挿通性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る医療用ブラシの挟着体用ワイヤの概略横断面図である。
【図２】本発明に係る医療用ブラシの挟着体の概略側面図である。
【図３】医療用ブラシの製造過程を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の一例に係る内視鏡内管路の構成を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態の一例に係る内視鏡用細胞診ブラシの概略側面図である。
【図６】本発明の実施形態の一例に係る治療用ブラシの一部断面を含む全体構成を示す外観図である。
【符号の説明】
２ フィラメント
２ａ フィラメント先端部
３ 挟着体用ワイヤ
４ 芯材
５ 外皮材
Ｂ ブラシ部
Ｋ 挟着体
１０ 内視鏡
１０Ａ 先端部
１０Ｂ 挿入部
１０Ｃ 操作部
１２ 送水管
１３ 送気管
１４ 吸引管
２０ 内視鏡用細胞診ブラシ
２１ 操作ワイヤ
２２ 連結パイプ
２３ シース
３０ 治療用ブラシ
３１ モータ駆動用電源
３２ ケーブル
３３ ハンドピース
３４ 外套シース
３５ シャフト
３５ａ 基端部
３５ｂ 先端部
３９ 胸壁
３９ａ 胸膜
４０ フレキシブルトラカール
４２ 肺胸膜
４２ａ 患部

Claims (4)

1. 炭素鋼からなる芯材の外周にステンレス鋼またはニッケル基合金、コバルト基合金、チタン・ニッケル基合金からなる外皮材を備えることを特徴とする医療用ブラシの挟着体用ワイヤ
2. 芯材比率が横断面積比で４０〜９０％である請求項１記載の医療用ブラシの挟着体用ワイヤ
3. 線径が０．１〜０．３ｍｍで引張強度が１３００〜３０００Ｍｐａである請求項１又は２に記載の医療用ブラシの挟着体用ワイヤ
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤを用いた医療用ブラシ

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